高铬铸铁型药芯焊丝熔滴过渡及飞溅试验研究

通过高速摄影技术及焊接飞溅率测试试验,详细阐述了金属粉型高铬铸铁自保护硬面药芯焊丝的熔滴过渡过程以及飞溅产生的原因及特点。结果表明,高铬铸铁自保护硬面药芯焊丝的熔滴过渡模式主要是大滴排斥过渡,熔滴可以长大到焊丝直径的2倍左右;其飞溅率较低,在1%左右;绝大部分飞溅产生于熔滴脱离焊丝端部瞬间、熔滴落入熔池的瞬间、熔滴爆炸以及熔滴形成的初期。其中,对焊接过程影响不大的直径小于1 mm的小颗粒飞溅占较大比例,存在少量的直径在1~2 mm之间的中等大小颗粒飞溅,而直径大于2 mm的大颗粒飞溅在试验中出现的频率较低。     

药芯焊丝电弧焊熔滴过渡与焊接飞溅

针对不同焊接参数下SQJ501型、SQJS07型和SQJ50MX型药芯焊丝电弧焊的熔滴过渡行为进行了拍照,并对焊接飞溅进行了测量,研究药芯焊丝电弧焊的熔滴过渡行为及其焊接飞溅的基本规律.试验结果表明:三种药芯焊丝随着焊接参数的增大,均依次发生短路过渡、大滴排斥过渡和细颗粒过渡.SQJ501型和SQJS0MX型药芯焊丝电孤焊电弧形态呈锥形,SQJS07型电弧形态接近于钟形.SQJ507型药芯焊丝出现细颗粒过渡的焊接参数比其他两种焊丝大.焊接工艺参数以及焊丝种类影响了熔滴过渡行为进而影响焊接飞溅,细颗粒过渡时产生的飞溅最小.     

自保护药芯焊丝熔滴过渡及飞溅分析

电弧物理特性是影响电弧行为和焊接飞溅的重要因素。利用高速摄像技术和汉诺威弧焊分析仪观察分析自保护药芯焊丝的电弧行为、熔滴过渡特征与飞溅形式的关系。研究发现,自保护药芯焊丝电弧在滞熔渣柱周围环绕旋转、熔滴过渡的模式以及焊接冶金反应是形成焊接飞溅的主要原因。焊接过程中自保护药芯焊丝主要有五种飞溅形式:爆炸飞溅、电弧力引起的飞溅、气泡放出型飞溅、颗粒偏飞和熔池飞溅。统计结果表明,爆炸飞溅是数量最多的飞溅。     

“滞熔”现象对碱性气保护药芯焊丝飞溅的影响

在大量工艺性试验的基础上，讨论了碱性气保护药芯焊丝特有的药芯滞熔现象及其对滴过渡形式的影响，并对药芯滞熔的因素（药芯填充率、矿物成分和金属粉）进行了正交试验，分析了探讨这些因素对药芯滞熔程度和飞溅的影响规律，提出控制芯滞熔程度是减小飞溅的有效５措施。     

GMAW药芯焊丝熔滴过渡研究

基于计算机技术在焊接领域的应用现状,利用焊接电信号采集系统和光谱仪,基于Labview软件所设计的程序,实现同步采集,并把在每个时刻采集到的焊接电流,电弧电压波形信号及光谱仪采集到的光谱信息都在Labview的界面上同步显示,通过对两组药芯焊丝进行不同参数下熔化极气体保护焊药芯焊丝分析试验的同步采集,结合光谱信息、电信号及其前后时刻状态对药芯焊丝的典型熔滴过渡状态进行了分析。     

气保护药芯焊丝熔滴过渡的形式及特点

根据气保护药芯焊丝的特点,设计了以激光为背光的高速摄影试验。基于试验结果,总结出了药芯焊丝熔滴过渡的各种形式及存在条件并分别做了描述,阐述了药芯焊丝熔滴过渡的特点。认为药时丝的熔滴过渡形式芯焊丝相比,既有共同点,又有不同点。与实时丝熔滴过渡过程相比,药芯焊丝熔滴过渡的特点是,焊丝中与熔池之间始终存在着半熔化状态的渣柱,其长度取决于药芯材料的熔点。由于熔滴过附着于柱周围以附渣的形式进行过渡及渣柱的导     

药芯焊丝电弧焊的熔滴过渡与相关技术特性

采用数码MOVIE照相技术,拍摄并电子记录了"O"形截面酸性渣系药芯焊丝电弧焊(FCAW)时的熔滴过渡行为,观察到不同工艺参数下的熔滴过渡类型有短路过渡、大颗粒过渡和细颗粒过渡;还观察到FCAW具有周向旋转、非轴向过渡、滞熔和熔滴/渣滴分离过渡等熔滴过渡特性.研究表明,药芯焊丝电弧的径向能量分布梯度小、能量密度分布较均匀,这导致了其焊缝形状系数较实芯焊丝CO2焊接增大80%以上.     

碱性药芯焊丝熔滴过渡特性及工艺性分析

利用高速摄像和汉诺威弧焊分析仪,在富氩气体保护条件下,在不同的焊接参数下对3种碱性药芯焊丝样品进行了测试和分析. 结果表明,较小焊接参数时,熔滴过渡形式为粗熔滴排斥过渡,电弧稳定性差,飞溅大;随着焊接参数的增大,熔滴过渡逐渐转变为细熔滴过渡,过渡过程趋于稳定. 熔滴受到较大的排斥力以及熔体的表面张力大是造成大颗粒飞溅的主要原因,较长的渣柱对熔滴过渡具有导向作用,细化熔滴和形成稳定、较长的渣柱是改善碱性药芯焊丝工艺性的重要途径.     

药芯焊丝CO2气体保护焊熔滴过渡形态观察分析

采用高速摄影技术和汉诺威焊接参数分析仪,对国内外代表性的药芯焊丝CO2焊的熔滴过渡过程、电弧行为、飞溅、烟雾等电弧物理现象进行了大量的观察,总结了各种药芯焊丝熔滴过渡形式和电弧行为的特点,对各种过渡形式工艺性进行了初步评价.     

基于熔滴过渡理论的药芯焊丝工艺质量控制

介绍了气保护药芯焊丝熔滴过渡理论的基本概念,探讨了药芯焊丝熔滴过渡的影响因素,研究了药芯焊丝焊接飞溅和焊缝中气孔（压坑）控制机理。结果表明,这类焊丝熔滴过渡的基本形态是非轴向排斥滴状过渡,焊丝的电弧形态属于活动、连续型。焊丝熔滴过渡受主导力的控制,随焊接参数（电流）变化,熔滴过渡的主导力发生变化,致使熔滴过渡指数和过渡形态改变。影响熔滴过渡的主要因素是：药芯组成物、焊丝截面形状、焊丝直径和铜带厚度以及焊接工艺参数等。提出了控制焊接飞溅新观点,即控制熔滴尺寸是必要条件,而控制“熔滴大角度过渡次数”“熔滴存在时间和过渡间隔均匀性”“熔滴依附渣柱过渡次数”等指数是充分条件,两者缺一不可。在控制焊缝中气孔（压坑）机理方面,发现细熔滴过渡时气孔（压坑）倾向大,促使熔滴细化的药芯组成物和工艺参数都具有增大气孔（压境）倾向的作用。     

铁粉对药芯焊丝发尘率的影响

测试了市售的3种不同厂家的药芯焊丝的发尘率,研究了铁粉添加量对焊丝发尘率的彭响。并对烟尘进行了等离子电感耦合光谱分析和X射线衍射物相分析。研究结果表明：烟尘中铁的氧化物约占50％。当药芯焊丝中的w(Fe)=19．5％-28．7％时,焊丝发尘量为5．5226-8．2326g／kg;实验条件下铁粉在药芯中所占比例越小,单位质量的焊丝发尘量就越少;不同厂家、不同工艺生产的铁粉时发尘量没有明显的影响。     

Study on arc characteristics and behavior of metal transfer in pulse current flux-cored arc welding of mild steel

The variation in arc characteristics and behavior of metal transfer with the change in pulse parameters has been studied by high speed video camera during pulse current flux cored arc weld deposition. A comparative study of similar nature has also been carried out during flux-cored arc weld deposition in globular and spray transfer modes. The effect of pulse parameters has been studied by considering their mean current and arc voltage. The arc characteristics studied by its root diameter, projected diameter and length, and the behavior of metal transfer noted by the metal transfer model and the droplet diameter have been found to vary significantly with the pulse parameters. The observation may help in understanding the arc characteristics with respect to the variation in pulse parameters which may be beneficial in using pulse current FCAW to produce desired weld quality.     

高耐磨药芯焊丝堆焊组织及基体选择

制备了高铬铸铁型自保护药芯焊丝,并采用此焊丝分别在 Y-Ni4 铸铁、65Mn钢、40Cr 钢和灰口铸铁基体上进行堆焊.对不同堆焊试样进行硬度测试,对堆焊金属及其结合部位进行显微组织及断口形貌观察.结果表明,堆焊金属硬度在 60HRC 以上,断裂方式均为解理断裂.65Mn 钢堆焊试样熔合较好,且基本无裂纹,可在受冲击载荷较大的条件下使用;Y-Ni4 铸铁堆焊试样熔合良好,但在热影响区存在裂纹,应在冲击载荷较小或不受冲击载荷条件下使用;40Cr 和灰铸铁堆焊试样熔合不好,熔合区存在许多缺陷,不宜作为耐磨堆焊基体材料.

Abstract：

Four matrix materials, Y-Ni4 cast iron, 65Mn steel, 40Cr steel and grey cast iron, were hardfaced by the high chromium cast iron of self-shielded flux-cored wire separately. The hardness of different hardfacing specimens was measured, and the microstructures, fracture morphologies and the binding sites of different hardfacing specimens were observed. The results show that the hardness of the hardfacing metal is over 60 HRC and the fracture is of cleavage type. The fusion zones of 65Mn and Y-Ni4 hardfacing metal are good ones. However, the cracks can be observed in the heat-affected zone of Y-Ni4 hardfacing specimen. Therefore, the hardfacing metal of 65Mn steel is suitable for the condition of high stress wear and Y-Ni4 cast iron is suitable for the lower one. Besides, there are many defects in the fusion zone of 40Cr and grey cast iron hardfacing specimens, which are not suitable for the wear resistant matrix materials.     

脉动送丝MIG焊的熔滴过渡及焊缝成形分析

文中在等速送丝MIG焊基础上,搭建了脉动送丝MIG焊系统,利用焊接电流电压信号采集系统以及高速摄像等设备对焊接过程进行检测,研究了脉动送丝对MIG焊熔滴过渡及焊缝成形的影响.结果表明试验发现,脉动送丝条件下熔滴所受轴向机械力是影响熔滴过渡形式的关键因素.在相同的脉动送丝频率下,脉动送丝速度基值与峰值时熔滴过渡形式有所差异;随着脉动送丝频率的改变,熔滴过渡形式也会发生变化;相比于等速送丝,脉动送丝条件下形成的焊缝熔宽更宽,且随着脉动送丝频率的增加,熔宽逐渐增大.     

氢对自保护药芯焊丝焊缝金属韧度的影响

通过刻槽锤断试验、低温冲击韧度试验和扫描电镜分析等试验手段,研究了焊后室温条件下,放置不同时间的自保护药芯焊丝焊缝金属中氢含量对低温韧度的影响.结果表明,由于自保护药芯焊丝中氢含量较多而脱氢能力不足,并且熔池的存在时间相对较短,焊缝金属中的氢不能充分逸出,使得焊缝金属中含氢量较高(焊后立即进行试验);在氢和非金属夹杂物的共同影响下,低温冲击吸收功的平均数值较低,而且数据的离散度大;室温放置40 d以后,焊缝金属中的氢含量减少,刻槽锤断试样表面的氢白点减少或消失,低温冲击吸收功的平均值提高,数据的离散度降低.     

高铬铸铁型堆焊自保护药芯焊丝的研制

研制了一种自保护高铬铸铁型药芯焊丝,对其组织性能进行了分析,结果表明:堆焊金属显微组织主要为马氏体+残余奥氏体+M7C3型碳化物,堆焊金属硬度随石墨加入量的增加而增加,当加入w(石墨)15％时,堆焊金属硬度开始下降;药芯中加入w(钼铁)2％,堆焊金属硬度从HRC62.7提高到HRC63.5;初生碳化物主要沿堆焊层向母材...     

钛型渣系气保护药芯焊丝焊接参数相互关系

采用高速摄影、平板实焊等试验方法,研究了钛型渣系气保护药芯焊丝焊接参数的技术特征、电弧形态、熔滴过渡形态以及焊接工艺参数间的匹配关系.结果表明,钛型渣系气保护药芯焊丝熔滴过渡的基本形态是非轴向排斥过渡,焊丝的电弧形态属于活动、连续型,焊丝熔滴过渡受主导力控制.该工艺方法的关键参数是焊接电流和电弧电压,它们之间存在最佳数...     

药芯焊丝在船舶焊接中的缺欠与对策

分析了药芯焊丝在船舶焊接中常见缺欠的产生机理和影响因素,从材料选型、工艺设计和现场控制等方面提出防止对策,有助于药芯焊丝的aY-确应用,提高了船舶焊接质量.